大容量闪存器件K9KAG08UOM与DSP接口设计

1、大容量闪存器件k9kag08uom与dsp接口设计惯性导航系统、各种导引头及空间飞翔器等测试和记录应用系统，都需要自主、实时、牢靠存储大量的关键信息，并保证即使囫囵系统掉电，所采集到的数据仍能长时光保持不走失，实现历史数据查询，便于数据分析。nand flash闪速存储器(简称闪存)以其掉电非易失、功耗低、寿命长、容量大、升级简单等独有的特点快速成为数据存储的最佳挑选。某型激光陀螺惯导单元需要在湖试和海试实验过程中记录大量导航参数，为了便于在实验结束后有效分析数据。这里提出一种基于大容量闪存器件k9kag08uom与的接口设计计划。在激光惯导的计算机板上集成了一片nand flash闪速存储器

2、，按照实验的次数和每个航次存储数据量的大小，选用samsung公司的k9kag08uom存储器；为满足导航控制的周期和算法的复杂程度，选用ti公司的浮点dsptms320c6713b作为主控处理器。tms320c6713b的主频可达300 mhz，浮点运算速度可达18 gflos，是目前运算速度最快的浮点器件之一，已成为系统设计中的主流处理器。其中nand flash与dsp的接口设计是囫囵计算机板设计的关键部分，这里具体介绍大容量nand flash与dsp接口设计的硬件接口和软件实现办法。2 大容量闪存k9kag08uom简介k9kag08uom是大容量、高牢靠性的nand flash存储

3、器。其存储容量为2 g字节(2 gx8 bit)；可将数据线与地址线复用为8条io线。并分离提供指令控制信号线；指令、地址和数据信息均通过8条io线传输，不会因存储容量的增强而增强引脚数，从而极大便利系统设计和产品升级，而无需更改外部硬件衔接，因此成为嵌入式系统中实时存储大容量数据的最佳挑选。k9kag08uom引脚罗列1所示，其引脚功能如下：io0io7：8根地址、数据和指令复用信号。用于输入指令、数据、地址及输出数据。ce：片选信号。用于挑选控制器件。we：写使能信号。通过该端口可在写脉冲的升高沿锁存命令、地址和数据。re：读使能信号。在读信号的下降沿，输出数据有效，并可累加其内部数据地址

4、。cle：指令锁存使能信号。cle为高电平常，指令通过io端口线在写信号的升高沿被锁存入指令寄存器。ale：地址锁存信号。在写信号的升高沿且地址锁存信号为高电平常，地址被锁存。wp：写庇护信号。wp为低电平常，禁止写或擦除操作。r/b：预备就绪或忙输出显示信号，当rb为低电平常，表示有编程、擦除或随机读操作正在举行，操作完成后r/b信号自动返回至高电平。3 硬件接口设计31 计算机板设计计划激光陀螺惯导计算机板以cpu为核心，完成数据的采集、运算、通信、数据存储等任务。计算机板的设计原理2所示。计算机板主要包括：核心cpu完成导航计算及对外围接口的管理与控制等：监控与导航flash完成程序的自

5、主加载引导；nand flash完成实验数据的记录与下载；辅助完成ad转换时序控制、译码控制、开关电路控制、分频及脉冲计数等功能：4通道串行控制器 tl16c754控制4个通道串口。主机cpu选用dsp器件 tms320c6713b，其内含浮点数值处理器，支持64位浮点运算，内部ram容量为256 k字节，主频最高可达300 mhz，带有的锁相环电路使其能够通过软件编程设置实际工作频率。按照系统时序控制和计数等功能需要规律门的大小fpga选用actel公司的apa300。该器件内部自带rom，上电后自主运行，无需外部rom引导，牢靠性高。串行通信控制器选用，ti公司的tl16c754b。该器件

6、采纳33 v供电，功耗低，内部有4个并行的串行通信控制器，内部白带fifo模式，与dsp无缝接口，用法灵便便利，满足系统设计需要。32 nand flash与dsp硬件接口设计大容量闪存nand flash与dsp之间的接口设计是cpu板设计的关键。dsp主要通过emif外部存储器接口拜访片外存储器，tms320c6713b可与大多数的同步存储器和异步存储器灵便配置，用法容易便利。tms320c6713b与k9kag08uom的硬件接口电路3所示。tms320c6713b的外部存储器接口包括：20位地址线、32位数据线、4个片选控制线及读写控制信号线。4个片选信号分离对应4个存储空间，ce3对

7、应的地址空间为oxb0000000-oxbfffffff，设计中通过地址译码实现地址空间的分隔，其中大容量闪存器件k9kag08uom的片选面向应的地址为oxb0400000。k9kag08uom无地址线，指令、地址和数据信息均通过i00i07传输。虽然k9kag08uom的容量达到2 g字节，远远超出tms320c6713b存储区域ce3的可寻址容量256 m字节，但因为拜访nand flash的地址是通过io端口输入，无需通过地址线寻址，因此不用考虑规律存储空间与实际物理空间的映射问题，简化了dsp与nand flash的硬件接口。tms320c6713b和k9kag08uom的工作均是3

8、3 v，因此两者引脚可挺直衔接，无需电平转换。设计中k9kag-08uom的ale和cle两个信号分离由dsp的最低两位地址ea3和ea2控制。dsp的低8位数据线挺直与nand flash的i00i07相连。dsp的通用输人输出端口gp3接r/b，用于监测nand flash的工作状态。当r/b处于低电平常，表示有编程、擦除或随机读操作正在举行；当r/b处于高电平常，表示操作已经完成。k9kag08uom的读写控制信号re和we由dsp的读写控制信号are和awe和译码产生的片选信号ce通过规律或得到，惟独当dsp的读写控制信号和片选同时有效即为低电平常才干对k9kag08uom举行读写操作

9、。该硬件接口设计利用dsp的地址线ea3、ea2分离控制nand flash的指令锁存ale和地址锁存cle信号，此时对k9kag08uom的拜访相当于拜访地址分离为oxb0400002、oxb0400001和oxb0400000的3个端口分离对应k9kag08uom的地址端口、指令端口和数据端口。dsp对k9kag08uom的指令、地址和数据操作可通过不同端口举行。简化了对k9kag08uom读写控制和软件编程设计的难度。4 软件设计nand flash的基本操作主要包括：读数据，编程(写)数据，擦除、读器件id号等。nand flash的软件设计主要关注以下几个方面：(1)读、写操作以页为

10、单位；(2)擦除操作以块为单位；(3)对nand flash写数据时，位数据只能由1变为0，因此对flash写操作前必需把写单元所在块擦除；(4)nand flash同其他固体存储器一样会产生坏块，假如将数据存储在坏块区域将导致无法正常复原。坏块区域普通不超过器件总容量的3，假如系统的工作状态允许存储的数据可以浮现少量错误，比像记录功能，软件设计时可不用标志为坏区；假如系统的工作状态不允许存储的数据出错，则需按照器件出厂时自带的坏块信息表标志坏块区域，以保证数据不被写到坏块区域。(5)在对nand flash举行擦除、编程或者读取操作流程时，不允许有中断信号打断cpu的工作，否则会读写错误。在软件设计时，假如对nand flash举行存取操作，需先屏蔽中断，读写操作完成后再把中断重新打开。nand flash最基本的块擦除、页编程时序流程4和图5所示。5 结束语因为nand flash具有非易失性、大容量、低成本、接口容易等优点。在组合导航数据存储设备，激光惯导